JPH1031300A

JPH1031300A - ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1031300A
Application number: JP20320596A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Yamada; 芳郎山田; Hiromasa Unno; 浩昌海野; Kazuaki Chiba; 和明千葉; Hidemasa Karigawa; 英聖狩川; Yusuke Hattori; 祐介服部
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、
マスクパターンに対応する転写像の周囲にゴースト等が
発生することを防止し、さらにマスクパターンの面積が
大きくなる場合に転写像が不鮮明になるのを防止する。【構成】微細パターンＰ１及び大面積パターンＰ２以
外の部分は透明基板１のみで形成され、微細パターンＰ
１及びパターン内周部Ｐ３はＭｏ・Ｓｉ系材料の半透明
位相シフト膜２ａによって形成され、そして、パターン
内郭部Ｐ４はＣｒ等から成る遮光膜３ａによって形成さ
れる。大面積パターンＰ２の内部は全てが半透明位相シ
フト膜２ａによって形成されるのではなくて、パターン
内郭部Ｐ４が遮光膜３ａで形成されることにより、半透
明位相シフト膜２ａによって形成されるパターン内周部
Ｐ３は所定幅Ａに制限される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ
をはじめとした半導体集積回路の製造に代表されるよう
な極めて微細なパターンを形成する際に、パターン露光
用原板として使用される位相シフトマスク及びその製造
方法に関する。また、本発明は、主に投影露光装置にお
いて使用されるパターンを備えたフォトマスクであっ
て、特に、そのフォトマスクを通過する投影露光光に位
相差を与えて高解像度のパターン転写を可能にした位相
シフトマスク及びその製造方法に関する。また特に、本
発明は、透明基板の上に希望パターンのハーフトーン材
料膜を形成して成るハーフトーン型位相シフトマスク及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】位相シフトマスクとしては、従来より、
種々の形式のものが提案されている。例えば、マスク上
の開口部の隣り合う一方に位相を反転させるような透明
膜を設けた構造のレベンソン型位相シフトマスクや、形
成すべきパターンの周辺部に解像限界以下の位相シフタ
ーを形成した構造の補助パターン付き位相シフトマスク
や、基板上にクロムパターンを形成した後にオーバーエ
ッチングによって位相シフターのオーバーハングを形成
した構造の自己整合型位相シフトマスク等がある。

【０００３】以上の各構造の位相シフトマスクは、基板
上にクロムパターンとシフターパターンを設けたもので
あるが、この構造とは別に、シフターパターンのみによ
って形成された位相シフトマスクとして、透過型位相シ
フトマスクや、ハーフトーン型位相シフトマスク等も知
られている。透過型位相シフトマスクというのは、透明
部を透過した光と位相シフターを透過した光との境界部
において光強度がゼロとなることを利用してパターンを
分離するようにした位相シフトマスクであって、シフタ
ーエッジ利用型位相シフトマスクとも呼ばれる。

【０００４】また、ハーフトーン型位相シフトマスクと
いうのは、投影露光光に対して部分透過性を有する、い
わゆる半透明な位相シフターパターンを基板上に形成し
て、その位相シフターパターンの境界部に形成される光
強度がゼロの部分でパターン解像度を向上するようにし
た位相シフトマスクである。透過型位相シフトマスク
や、ハーフトーン型位相シフトマスクはその層構造が単
純であるため、製造工程が容易であり、しかもマスク上
の欠陥も少ないという長所を有している。

【０００５】位相シフターを用いることなく、例えばＣ
ｒ等の遮光膜によって所望のパターンを形成した従来型
のフォトマスクでは、線幅の狭いパターンをウェハ等と
いった露光対象物の上に正確に転写できない。つまり、
解像度が悪い。露光光の波長をｇ線（波長＝０．４３６
μｍ）、ｉ線（波長＝０．３６５μｍ）、ＫｒＦエキシ
マレーザ（波長＝０．２５４μｍ）の順のように、徐々
に短くしてゆけば、解像度を向上させることができるの
であるが、その場合でもやはり限界がある。この限界を
打破するために開発されたものがハーフトーン型位相シ
フトマスクであり、このハーフトーン型位相シフトマス
クでは、位相を反転することなく光透過パターンを通過
した露光光と、位相シフターを通過して位相が反転した
露光光との間で光を干渉させることにより、高解像度の
転写パターンを得るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのハー
フトーン型位相シフトマスクに関しては、位相シフト効
果を必要とするパターン部は、その線幅が露光光の波長
よりも若干広い程度の微細なパターンであり、線幅がそ
れ以上であるような大面積のパターン部については、位
相シフト効果を利用する必要はない。しかも、このよう
な大面積のパターン部については、その全領域を半透明
位相シフト膜のみによって区画形成すると、その大面積
パターンに対応する転写像の周囲にゴースト等が発生す
るという問題があった。

【０００７】また、パターン部の輪郭の内側に半透明位
相シフト膜によって区画形成されるパターン内周部の面
積が大きい場合には、パターン部の周囲の光透過部を通
過した露光光によって露光対象物上に転写される転写像
が不鮮明になったり、あるいは、半透明位相シフト膜の
部分に穴が開いたりするという問題があった。

【０００８】本発明は、ハーフトーン型位相シフトマス
クにおける上記の問題点を解決するためになされたもの
であって、パターン部が大面積になる場合に、その大面
積パターン部に対応する転写像の周囲にゴースト等が発
生することを防止し、さらにパターン部の輪郭の内側に
位置するパターン内周部の面積が大きくなる場合に、露
光対象物上に転写される転写像が光透過部を通過した露
光光のために不鮮明になったり、半透明位相シフト膜の
部分に穴が開いたりするのを防止することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスクは、
透明基板の上に半透明位相シフト膜を積層して成るハー
フトーン型位相シフトマスクにおいて、所定の形状のパ
ターン部の輪郭の内側に所定幅で形成されたパターン内
周部と、そのパターン内周部の内側に存在するパターン
内郭部とを有しており、そのパターン内周部は半透明位
相シフト膜によって区画形成され、そして、上記パター
ン内郭部は遮光膜によって区画形成されることを特徴と
する。

【００１０】上記のパターン部は、位相シフト効果を必
要とする程度に微細な寸法のパターンによって形成され
る場合もあるし、位相シフト効果を必要としない程度に
大面積のパターンによって形成される場合もある。位相
シフト効果を必要とする程度に微細な寸法のパターンと
は、概ね、露光光の波長の２倍程度の寸法のパターンで
ある。例えば、露光光としてｇ線（波長＝０．４３６μ
ｍ）を考えれば０．９μｍ程度以下の線幅が、ｉ線（波
長＝０．３６５μｍ）を考えれば０．８μｍ程度以下の
線幅が、そして、ＫｒＦエキシマレーザ（波長＝０．２
５４μｍ）を考えれば０．６μｍ程度以下の線幅が、そ
れぞれ、本発明に係る微細パターンと考えられる。この
ような微細パターンを半透明位相シフト膜によって区画
形成すれば、希望する位相シフト効果によって高解像度
の転写像を得ることができる。一方、上記ような線幅寸
法以上の線幅を有する大面積パターンに関しては、その
大面積パターンを半透明位相シフト膜によって区画形成
したとしても、位相シフト効果による解像度の向上はそ
れほど期待できない。

【００１１】半透明位相シフト膜としては、例えばＭｏ
とＳｉを主成分とする化合物、より具体的には、例えば
化学記号ＭｏＳｉＯ_XＮ_Y（Ｘ，Ｙは整数）で表される材
料を用いることができる。また、遮光膜としてはＣｒ
（クロム），ＣｒＯ（酸化クロム），ＣｒＮ（窒化クロ
ム），ＣｒＯＮ，ＣｒＯＣＮ又はこれらを積層した複合
膜を用いることができる。複合膜を用いる場合は、例え
ば、図７及び図８に示すような２層構造又は図９に示す
ような３層構造とすることができる。

【００１２】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマ
スクの製造方法は、（１）透明基板の上に半透明位相シ
フト層、遮光層、第１レジスト層を順次、積層する工程
と、（２）第１レジスト層を所定の形状にパターニング
して、必要とするパターン部以外の部分が欠落した状態
の第１レジスト膜を形成する工程と、（３）パターニン
グされた第１レジスト膜をマスクとして遮光層をエッチ
ングによってパターニングして、必要とするパターン部
以外の部分が欠落した状態の遮光膜を形成する工程と、
（４）パターニングされた第１レジスト膜及び遮光膜を
マスクとして、半透明位相シフト層をエッチングによっ
てパターニングして、必要とするパターン部以外の部分
が欠落した状態の半透明位相シフト膜を形成する工程
と、（５）第１レジスト膜を剥離する工程と、（６）第
２レジスト層を積層する工程と、（７）パターン部より
も所定幅だけ内側に狭く設定されたパターン内郭部のデ
ータを生成するリサイズ工程と、（８）パターン内郭部
のデータに従って第２レジスト層をパターニングして、
パターン内郭部以外の部分が欠落した状態の第２レジス
ト膜を形成する工程と、（９）パターニングされた第２
レジスト膜をマスクとして遮光層をエッチングによって
パターニングして、パターン内郭部以外の部分が欠落し
た状態の遮光膜を形成する工程と、（１０）第２レジス
ト膜を剥離する工程とを有することを特徴とする。

【００１３】上記リサイズ工程におけるパターン内郭部
のデータの生成は、目標とするパターン部のデータに基
づいてコンピュータプログラムに従って自動的に生成す
ることもできるし、あるいは、いわゆるデジタイザ等と
いった座標情報入力手段からの入力によって生成するこ
ともできる。

【００１４】なお、パターン部は、位相シフト効果を必
要とする程度に微細なパターンと、位相シフト効果を必
要としない程度に面積の広い大面積パターンとの両パタ
ーンによって構成されることがある。このような場合に
は上記リサイズ工程において、微細なパターン及び大面
積のパターンの両方に対してパターン内郭部のデータを
生成することもできるし、あるいは、大面積パターンに
対してのみパターン内郭部のデータを生成し、微細パタ
ーンに対しては特にパターン内郭部のデータ生成を行わ
ないようにすることもできる。

【００１５】請求項１記載のハーフトーン型位相シフト
マスクでは、ウェハ等の露光対象物を露光する際、露光
光はパターン部以外の部分を通過してウェハ等に照射さ
れ、一方、パターン内郭部及びパターン内周部から成る
パターン部では、ウェハ等を感光するのに十分な量の露
光光の通過が阻止、すなわち遮光される。パターン部
は、位相シフト効果を必要とする程度に微細なパターン
によって構成される場合や、位相シフト効果を必要とし
ない程度に広い大面積パターンによって構成される場合
がある。

【００１６】微細なパターン部を半透明位相シフト膜に
よって区画形成すれば、半透明位相シフト膜の働きによ
ってその微細パターンに対して希望の位相シフト効果を
得ることができ、よって、高精度の微細パターンを得る
ことができる。一方、パターン部の面積が広い場合に
は、パターン部の輪郭の内側に所定幅でパターン内周部
を設け、そのパターン内周部を半透明位相シフト膜によ
って区画形成し、さらにそのパターン内周部の内側のパ
ターン内郭部をＣｒ等の遮光膜によって区画形成する。
こうすれば、半透明位相シフト膜の面積を制限したこと
によって、その大面積のパターンに対応する転写像の周
囲にゴースト等が発生することを防止でき、また、パタ
ーン部の周囲の光透過部を通過した露光光によって露光
対象物上に転写される転写像が不鮮明になることを防止
でき、さらに、半透明位相シフト膜の部分に穴が開くこ
とを防止できる。

【００１７】

【発明の実施形態】

（ハーフトーン型位相シフトマスクに関する実施形態）
図１は、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の一実施形態を示している。図２はその位相シフトマス
クの断面構造を示している。図示の例は、位相シフトマ
スクの有効パターン領域内の一部分を拡大して示してお
り、実際には、図示のパターンが１つの位相シフトマス
クの中に多数個形成される。図示の位相シフトマスク
は、４×４＝１６個の微細なパターンＰ１と、面積の広
い大面積パターンＰ２と、大面積パターンＰ２の輪郭の
内側に所定幅で形成されたパターン内周部Ｐ３と、そし
てそのパターン内周部Ｐ３の内側に存在するパターン内
郭部Ｐ４とを有している。本実施形態では微細パターン
Ｐ１の中にはパターン内周部Ｐ３及びパターン内郭部Ｐ
４を設けていないが、もちろん、その微細パターンＰ１
の中にそれらを形成しても構わない。

【００１８】図２において、微細パターンＰ１及び大面
積パターンＰ２内のパターン内周部Ｐ３は半透明位相シ
フト膜２ａのみによって区画形成されている。また、パ
ターン内郭部Ｐ４はＣｒ等の遮光膜３ａによって区画形
成されている。そして、微細パターンＰ１及び大面積パ
ターンＰ２以外の部分は透明基板１のみによって区画形
成されている。

【００１９】個々の微細パターンＰ１は、Ｔ１×Ｔ２の
寸法を有している。これらの寸法Ｔ１及びＴ２は、いず
れも、露光対象物を露光するための露光光の波長の約２
倍の長さよりも短い値に設定される。この寸法は、位相
シフト効果を得ることができる程度に微細な寸法であ
る。なお、位相シフト効果というのは、半透明位相シフ
ト膜２ａを透過して位相が１８０゜反転した光と、透明
基板１のみの部分を通過して位相が反転しない光との間
の干渉により転写像の解像度を向上させるという効果で
ある。一方、大面積パターンＰ２はＴ３×Ｔ４の寸法を
有している。これらの寸法Ｔ３及びＴ４は、いずれも、
露光光の波長の約２倍の長さよりも長い値に設定され
る。この寸法は、位相シフト効果を必要としない寸法、
換言すれば、そのパターンＰ２の全域を半透明位相シフ
ト膜で形成したとしても、転写像の解像度の向上を望む
ことができないような寸法である。

【００２０】パターン内周部Ｐ３の幅Ａ、すなわちパタ
ーンＰ２の外周縁とパターン内郭部Ｐ４の外周縁との間
の間隔は、露光光の波長の値以上であって１００μｍ以
下の範囲、より好ましくは露光光の波長の値以上であっ
て５０μｍ以下の範囲内の任意の値に設定される。な
お、露光光がｇ線であればその波長は約０．４３６μ
ｍ、ｉ線であればその波長は約０．３６５μｍ、そして
ＫｒＦエキシマレーザであればその波長は約０．２５４
μｍである。

【００２１】この位相シフトマスクを用いて露光対象
物、例えばウェハに転写像を形成する場合には、図１０
に示すように、露光光Ｒを位相シフトマスク６に照射
し、その位相シフトマスク６を透過した光、特にパター
ンＰ１及びＰ２以外の部分を通過した光によってウェハ
７を露光し、これにより、ウェハ７上に希望パターンの
転写像が結像される。本実施形態の位相シフトマスク
が、いわゆるレチクルマスクとして構成されていれば、
通常は、１／５程度の縮小像がウェハ７上に形成され
る。

【００２２】微細パターンＰ１を透過して位相が反転し
た光は、その周辺部を通過した光との間で干渉を生じ、
これにより、位相シフト効果が発現してウェハ７上に鮮
明で微細な転写像が得られる。また、大面積パターンＰ
２のパターン内周部Ｐ３を透過して位相が反転した光
は、そのパターン２の周辺部を通過した光との間で干渉
を生じ、これにより、位相シフト効果が発現する。

【００２３】大面積パターンＰ２に関しては、その内部
の環状の所定幅Ａの部分だけが半透明位相シフト膜２ａ
によって形成され、その中心部分であるパターン内郭部
Ｐ４はＣｒ等の遮光膜によって区画形成される。大面積
パターンＰ２の全領域が半透明位相シフト膜２ａのみに
よって区画形成されるものとすると、その大面積パター
ンＰ２に対応する転写像の周囲にゴースト等が発生する
おそれがある。また、その場合には、露光対象物上に転
写される転写像が大面積パターンＰ２の周囲の光透過部
を通過した露光光のために不鮮明になったり、あるい
は、半透明位相シフト膜の部分に穴が開いたりするおそ
れもある。これに対し、大面積パターンＰ２内における
半透明位相シフト膜２ａの存在領域をパターン内周部Ｐ
３の部分に制限した本実施形態によれば、そのような問
題が解消する。

【００２４】（図１の位相シフトマスクの製造方法の一
実施形態）図３及び図４は、図１に示す位相シフトマス
クを製造するための製造方法の一実施形態を工程順に示
している。また、図５は、その製造方法において、特に
位相シフトマスクの基材の上にパターンを描画するため
の描画システムを模式的に示している。図５において、
パターンデータ入力装置８は、例えばキーボード、マウ
ス等によって構成され、このパターンデータ入力装置８
によって微細パターンＰ１及び大面積パターンＰ２のパ
ターンデータがＣＰＵ（中央処理装置）９の入力ポート
へ送られる。

【００２５】ＣＰＵ９の演算処理部はリサイズ演算部１
０を含んでいる。このリサイズ演算部１０は、パターン
データ入力装置８から送られた微細パターンＰ１及び大
面積パターンＰ２のうち特に、大面積パターンＰ２のパ
ターンデータに基づいて、メモリ１１内に格納された所
定のプログラムに従って、その大面積パターンＰ２に対
してパターン内郭部Ｐ４従って幅Ａのパターン内周部Ｐ
３を演算する。微細パターンＰ１に関しては、そのよう
なリサイズ演算処理は行わない。

【００２６】ＣＰＵ９は、以上のようにして演算された
パターンのデータに基づいて画像制御部１２を駆動し、
これにより、ＣＲＴモニター１３の画面上に位相シフト
マスクのパターン画面が表示される。また、ＣＰＵ９
は、演算されたパターンのデータを描画装置１４へ送
る。描画装置１４はそのデータに基づいて電子線ビーム
又は露光光を出力し、それらの電子線ビーム又は露光光
により、位相シフトマスクの完成途中品６ａの上に微細
パターンＰ１及び大面積パターンＰ２や、パターン内郭
部Ｐ４等を描画する。

【００２７】なお、電子線ビームを用いる描画の場合
は、電子線の電荷によって位相シフトマスクの基板が帯
電するので、それを防止するために基板上の適所に導電
層を形成することが広く行われている。露光光を用いた
描画の場合には帯電の心配がないので、そのような導電
層を形成する必要はない。これ以降の説明では、露光光
を用いる描画の場合を想定して導電層のことには特に触
れないことにするが、電子線ビームによる描画を行う場
合には導電層を用いることが必要になることに注意す
る。

【００２８】以下、図３及び図４に基づいて、図１の位
相シフトマスクの製造方法を説明する。まず、図３
（ａ）に示すように、石英によって形成された透明基板
１の上に、周知の成膜方法を用いて、Ｍｏ・Ｓｉ系の材
料から成る半透明位相シフト層２、Ｃｒ等の遮光材から
成る遮光層３、そしてポジレジストから成る第１レジス
ト層４を順次に積層した。各層の厚さは、半透明位相シ
フト層２を１２００〜２０００Å、遮光層３を３００〜
１５００Å、そして第１レジスト層４を３０００〜６０
００Åとした。

【００２９】次いで、電子線又は露光光Ｒ１により微細
パターンＰ１及び大面積パターンＰ２以外の部分を露光
し（図３（ｂ））、さらに、現像を行って必要とするパ
ターン以外の部分が欠落した状態の第１レジスト膜４ａ
を形成した（図３（ｃ）及び図３（ｄ））。さらに、そ
の第１レジスト膜４ａをマスクとして、硝酸第２セリウ
ムアンモニウムに過塩素酸を加えて製造したエッチング
液を用いた常法のウエットエッチングにより、又は塩素
系ガスを用いたドライエッチングにより、遮光層３をパ
ターニングして、必要とするパターン以外の部分が欠落
した状態の遮光膜３ａを形成した（図３（ｅ））。この
とき、半透明位相シフト層２は上記の各エッチング剤に
よってはエッチングされない。

【００３０】その後、ＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆等のフッ素系ガス
を用いたドライエッチングによって半透明位相シフト層
２を所望パターンの半透明位相シフト膜２ａへとパター
ニングした（図３（ｆ））。このとき、マスクとして働
く遮光膜３ａはエッチングされないので、半透明位相シ
フト膜２ａのパターンは極めて高精度な寸法精度で得ら
れた。次いで、酸素プラズマや硫酸を用いて第１レジス
ト膜４ａを剥離することにより、図３（ｈ）に示すよう
に、微細パターンＰ１及び大面積パターンＰ２を有する
パターンが形成される。このとき、両パターンＰ１及び
Ｐ２は遮光膜３ａ及び半透明位相シフト膜２ａの複合層
によって区画形成され、それらのパターンＰ１及びＰ２
以外の非パターン部Ｑは、透明基板１によって区画形成
される。

【００３１】次に、あらためてポジレジストをマスク全
体に塗布して第２レジスト層５を形成し（図４
（ｉ））、さらに、電子線又は露光光Ｒ２によって再び
描画を行う（図４（ｊ））。このときの描画は、図５に
示したＣＰＵ９のリサイズ演算部１０によって決められ
るリサイズ寸法に従って行われる。このリサイズ寸法と
いうのは、図４（ｋ）に符号Ｒ２で示すように、大面積
パターンＰ２よりも所定幅Ａだけ狭いパターン内郭部Ｐ
４に相当する。

【００３２】その後、第２レジスト層５を現像して第２
レジスト膜５ａを形成した（図４（ｌ））。これによ
り、図４（ｍ）に示すように、大面積パターンＰ２の内
部のパターン内郭部Ｐ４に相当する領域に、斜線で示す
ように、第２レジスト膜５ａが残された。次いで、その
第２レジスト膜５ａをマスクとして、常法のウェットエ
ッチング又は塩素ガスを用いたドライエッチングにより
遮光膜３ａをパターニングした（図４（ｎ））。このと
き、半透明位相シフト膜２ａはエッチングされない。

【００３３】その後、酸素プラズマや硫酸を用いて第２
レジスト膜５ａを剥離することにより、図４（ｏ）及び
図４（ｐ）に示すように、微細パターン部Ｐ１及びパタ
ーン内周部Ｐ３が半透明位相シフト膜２ａによって区画
形成され、そしてパターン内郭部Ｐ４が遮光膜３ａによ
って区画形成された状態の位相シフトマスクが得られ
た。

【００３４】図６は、パターン描画システムの他の実施
形態を示している。この描画システムが図５に示した描
画システムと異なる点は、リサイズ寸法の設定方法に改
変を加えたことであり、具体的には、いわゆるデジタイ
ザ等といった座標情報入力装置１５をＣＰＵ９の入力ポ
ートに接続したことである。本実施形態では、大面積パ
ターンＰ２に対応させてパターン内郭部Ｐ４に相当する
領域を設定する際に、ペン入力や、マウス入力等によっ
てオペレータが座標情報入力装置１５へ位置データを入
力し、これにより、パターン内郭部Ｐ４従ってパターン
内周部Ｐ３を設定する。

【００３５】以上、好ましい実施例を挙げて本発明を説
明したが、本発明はそれらの実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々
に改変できる。例えば、図１及に示した微細パターンＰ
１及び大面積パターンＰ２は、説明を分かり易くするた
めに模式的に例示したパターンであって、実際に作成さ
れるパターンは、希望に応じた形状のパターンとされ
る。また、図１に示した位相シフトマスクでは、大面積
パターンＰ２に関してのみ、その内部にパターン内周部
Ｐ３及びパターン内郭部Ｐ４を設け、微細パターンＰ１
に関してはそれらを設けないこととした。しかしなが
ら、微細パターンＰ１の内部にパターン内周部Ｐ３及び
パターン内郭部Ｐ４を設けることもできる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクによれば、所望パターンの内部の広い領域を半
透明位相シフト膜によって形成するのではなくて、半透
明位相シフト膜を設ける領域を所定幅Ａのパターン内周
部に限定し、さらにその内部のパターン内郭部を遮光膜
によって形成した。その結果、所望パターンに対応する
転写像の周囲にゴースト等が発生することを防止でき、
また、露光対象物上に転写される転写像が所望パターン
の周囲の光透過部を通過した露光光のために不鮮明にな
るということを防止でき、さらに、半透明位相シフト膜
の部分に穴が開くことを防止できる。

【００３７】請求項２記載のハーフトーン型位相シフト
マスクによれば、微細パターンに対して、該パターンを
忠実に再現する高解像度の転写パターンを得ることがで
きる。

【００３８】請求項３記載のハーフトーン型位相シフト
マスクのように、大面積パターンを有する位相シフトマ
スクにおいては、特に、その周囲にゴースト等が発生し
易く、そのパターンに対応する転写像が不鮮明になり易
く、さらに、その大面積パターンを形成する半透明位相
シフト膜に穴が開き易い。しかしながら本発明のように
大面積パターンの内部の半透明位相シフト膜の領域を所
定面積に制限すれば、上記のような問題点をことごとく
解消できる。

【００３９】請求項６記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法によれば、請求項１記載のハーフトー
ン型位相シフトマスクを安定して確実に作製できる。

【００４０】請求項７記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法によれば、本発明の特徴である所望パ
ターン部に対応するリサイズ寸法を画一的且つ自動的に
設定できる。

【００４１】請求項８記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法によれば、本発明の特徴である所望パ
ターン部に対応するリサイズ寸法をオペレータの希望に
応じて自由に設定できる。

【００４２】請求項９記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法によれば、微細パターンに対しては効
果的に位相シフト効果を提供でき、一方、位相シフト効
果を必要としない大面積パターンに対しては完全な遮光
効果を提供することによりゴースト等の転写不良を確実
に防止できる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の一実施形態を模式的に示す平面図である。

【図２】図１のハーフトーン型位相シフトマスクの断面
構造を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法の一実施形態を工程順に模式的に示す図であ
る。

【図４】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法の一実施形態を工程順に模式的に示す図であ
って、図３に引き続く工程を示す図である。

【図５】露光描画装置の一実施形態を示すブロック図で
ある。

【図６】露光描画装置の他の実施形態を示すブロック図
である。

【図７】遮光膜の一実施形態の部分断面構造を示す図で
ある。

【図８】遮光膜の他の実施形態の部分断面構造を示す図
である。

【図９】遮光膜のさらに他の実施形態の部分断面構造を
示す図である。

【図１０】図２に示す位相シフトマスクを用いてウェハ
を露光する状態を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１透明基板２半透明位相シフト層２ａ半透明位相シフト膜３遮光層３ａ遮光膜４第１レジスト層４ａ第１レジスト膜５第２レジスト層５ａ第２レジスト膜６位相シフトマスク７ウェハ（露光対象物）Ａリサイズ寸法Ｐ１微細パターンＰ２大面積パターンＰ３パターン内周部Ｐ４パターン内郭部Ｑ非パターン領域Ｒ１第１描画露光Ｒ２リサイズ露光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者狩川英聖東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者服部祐介東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の上に半透明位相シフト膜を積
層して成るハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、所定の形状のパターン部の輪郭の内側に所定幅で形成さ
れたパターン内周部と、そのパターン内周部の内側に存在するパターン内郭部と
を有しており、そのパターン内周部は半透明位相シフト膜によって区画
形成され、上記パターン内郭部は遮光膜によって区画形成されるこ
とを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項２】請求項１記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクにおいて、パターン部は、位相シフト効果を必
要とする程度に微細な寸法によって形成されることを特
徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項３】請求項１記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクにおいて、パターン部は、位相シフト効果を必
要としない程度に広い面積を有する大面積パターンによ
って形成されることを特徴とするハーフトーン型位相シ
フトマスク。
【請求項４】請求項１から請求項３のうちのいずれか
１つに記載のハーフトーン型位相シフトマスクにおい
て、半透明位相シフト膜はＭｏとＳｉを主成分とする化
合物であることを特徴とするハーフトーン型位相シフト
マスク。
【請求項５】請求項１から請求項４のうちのいずれか
１つに記載のハーフトーン型位相シフトマスクにおい
て、遮光膜はＣｒ，ＣｒＯ，ＣｒＮ，ＣｒＯＮ，ＣｒＯ
ＣＮ又はこれらを積層した複合膜であることを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項６】透明基板の上に半透明位相シフト膜を積
層して成るハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法
において、（１）透明基板の上に半透明位相シフト層、
遮光層、第１レジスト層を順次、積層する工程と、
（２）第１レジスト層を所定の形状にパターニングし
て、必要とするパターン部以外の部分が欠落した状態の
第１レジスト膜を形成する工程と、（３）パターニング
された第１レジスト膜をマスクとして遮光層をエッチン
グによってパターニングして、必要とするパターン部以
外の部分が欠落した状態の遮光膜を形成する工程と、
（４）パターニングされた第１レジスト膜及び遮光膜を
マスクとして半透明位相シフト層をエッチングによって
パターニングして、必要とするパターン部以外の部分が
欠落した状態の半透明位相シフト膜を形成する工程と、
（５）第１レジスト膜を剥離する工程と、（６）第２レ
ジスト層を積層する工程と、（７）パターン部よりも所
定幅だけ内側に狭く設定されたパターン内郭部のデータ
を生成するリサイズ工程と、（８）パターン内郭部のデ
ータに従って第２レジスト層をパターニングして、パタ
ーン内郭部以外の部分が欠落した状態の第２レジスト膜
を形成する工程と、（９）パターニングされた第２レジ
スト膜をマスクとして遮光層をエッチングによってパタ
ーニングして、パターン内郭部以外の部分が欠落した状
態の遮光膜を形成する工程と、（１０）第２レジスト膜
を剥離する工程とを有することを特徴とするハーフトー
ン型位相シフトマスクの製造方法。
【請求項７】請求項６記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクの製造方法において、リサイズ工程におけるパ
ターン内郭部のデータの生成は、パターン部のデータに
基づいてコンピュータプログラムに従って演算されて自
動的に生成されることを特徴とするハーフトーン型位相
シフトマスクの製造方法。
【請求項８】請求項６記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクの製造方法において、リサイズ工程におけるパ
ターン内郭部のデータの生成は、座標情報入力手段から
の入力によって生成されることを特徴とするハーフトー
ン型位相シフトマスクの製造方法。
【請求項９】請求項６から請求項８のうちのいずれか
１つに記載のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方
法において、パターン部は、位相シフト効果を必要とす
る程度に微細な微細パターン部と、位相シフト効果を必
要としない程度に広い大面積パターン部とを有してお
り、そしてリサイズ工程において、大面積パターン部に
対してのみパターン内郭部のデータを生成することを特
徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。